Гидрообъёмная трансмиссия
Гидрообъёмная трансми́ссия (гидростатическая трансмиссия), система агрегатов для передачи мощности от двигателя к ведущим колёсам машины. Для этого используется гидростатический напор, перемещающий замкнутый объём жидкости между насосом и гидромоторами.
Гидрообъёмной называют передачу, состоящую из насоса высокого давления, объёмного гидродвигателя, соединяющих их трубопроводов и системы подпитки. В гидрообъёмных трансмиссиях основными параметрами, влияющими на преобразование и передачу мощности, являются объём и гидростатическое давление подаваемой жидкости.
Работающий двигатель (силовая установка машины) приводит во вращение гидронасос, который создаёт давление жидкости в гидросистеме. Гидродинамический напор жидкости, создаваемый гидронасосом, преобразуется в механическую работу в гидромоторах, расположенных в ведущих колёсах.
Ведущие колёса с гидромоторами, установленными в них, называются гидромотор-колёсами.
Рабочее давление в системе в зависимости от конструкции гидроагрегатов – 10...50 МПа.
Общая схема работы гидрообъёмной трансмиссии представлена на рис.
Насос высокого давления приводится в действие от двигателя внутреннего сгорания 1. В насосе механическая энергия преобразуется в гидростатическую энергию напора рабочей жидкости. По трубопроводу 5 поток энергии от насоса передаётся к гидродвигателю и в нём преобразуется в механическую работу.
На машинах с гидрообъёмной трансмиссией двигатель соединён с валом насоса, который питает гидромоторы рабочей жидкостью под высоким давлением.
Преимущества данной трансмиссии – небольшая масса и габариты машин, отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, благодаря чему удаётся разносить агрегаты на достаточно значительные расстояния и придавать им гораздо большее число степеней свободы.
Для того, чтобы обеспечить не только передачу мощности, но и осуществлять преобразование крутящего момента, гидронасос или гидродвигатель выполняются регулируемыми, т. е. они имеют возможность изменения объёма подаваемой жидкости за один оборот приводного вала.
В большинстве случаев регулируемыми выполняют гидронасосы, а гидромоторы – нерегулируемыми.
В качестве насосов и гидродвигателей в гидрообъёмных трансмиссиях обычно применяют объёмные машины плунжерного типа (аксиально-поршневые, радиально-поршневые и т. п.). Гидромашины этого типа способны работать в режиме насоса и мотора, развивать высокое давление жидкости, но из-за требований точности при изготовлении прецизионных деталей имеют высокую стоимость и относительно небольшой ресурс.
Гидрообъёмные передачи нашли применение в тяжёлой технике – в строительных, грузоподъёмных и дорожных машинах, в тракторах, комбайнах и некоторых других сельхозмашинах, а также в маневровых тепловозах.
На автомобилях трансмиссия с активным гидрообъёмным приводом иногда применяется на автопоездах для привода колёс прицепа.
Факторами, сдерживающими широкое применение гидрообъёмных трансмиссий на автомобилях, являются: высокая стоимость, ограниченный ресурс, большие габаритные размеры и масса гидромашин, отсутствие необходимых материалов для производства надёжных уплотнений и трубопроводов высокого давления, а также низкий кпд, обусловленный многократным преобразованием энергии.
Главный недостаток гидрообъёмной передачи – высокие требования к чистоте жидкости, участвующей в рабочем процессе, а также повышенное давление в гидролинии.
Гидрообъёмная передача применяется на дорожно-строительных машинах (в основном в катках), как вспомогательная – в авиационной технике, металлорежущих станках, тепловозах.